动力总成悬置系统非线性刚度设计及优化

汽车发动机的振动对车辆乘坐舒适性具有重要影响,如何有效地隔离发动机的振动是汽车设计中非常重要的问题。常用的方法是将动力总成悬置系统的刚度按线性变化设计,但这已不能满足目前隔振设计的发展需求,针对这一现状,基于非线性数学模型,提出一种悬置系统刚度设计和优化方法。首先建立动力总成悬置系统的动力学模型,得到系统非线性振动微分方程,为了控制各工况下动力总成质心的位移,根据悬置系统非线性刚度曲线的设计要求,对各悬置非线性段位移拐点和对应刚度进行设计;然后基于能量法解耦理论,在MATLAB中利用遗传算法对动力总成悬置系统各段的刚度进行优化;最后,将优化结果与其在ADAMS软件中的仿真结果对比验证。优化结果表明,动力总成悬置系统各个方向的解耦率均能达到设计要求,各段固有频率得到合理分配。     

大客车空调压缩机悬置机构优化仿真

改进大客车常用曲轴连杆式空调压缩机悬置机构,基于与汽车动力总成悬置系统的相似性,考虑发动机振动和带传动对压缩机振动影响,建立压缩机总成—发动机集总参数模型。以系统能量解耦率为优化目标,系统固有频率和悬置刚度约束作为约束条件,悬置的三向刚度值为设计变量进行优化设计。基于ADAMS建立压缩机总成—发动机动力学模型,仿真结果表明悬置机构改进后压缩机振动减弱,优化后悬置支反力、压缩机质心纵向位移和绕转动轴角加速度明显下降,证明改进悬置机构和优化方法对压缩机隔振的可行性和有效性。     

计及隔振率的发动机悬置系统稳健优化设计

发动机悬置系统的隔振率和解耦率是汽车动力总成设计的两个主要性能指标,通过ISIGHT软件集成MATLAB与ADAMS软件,建立计及隔振率的悬置系统稳健优化数学模型。考虑到橡胶悬置的生产工艺,将悬置的各向刚度值处理成耦合变量,以整车下悬置系统的频率合理分配为约束,并利用PSO优化算法对发动机悬置系统参数进行多目标优化求解。实车试验验证该方法的有效性,提高发动机悬置系统设计的实用性。     

动力总成悬置系统解耦布置的鲁棒性分析

基于实验设计方法,仿真分析了汽车动力总成悬置系统解耦布置的鲁棒性。以某款车的动力总成悬置系统为例,计算了悬置静刚度对悬置系统固有频率和解耦率变化的贡献率,识别出了对悬置系统解耦布置影响较大的悬置静刚度参数。算例结果表明,悬置系统固有频率和解耦率的变化是多个刚度参数共同作用的结果,悬置系统三个平动方向的固有频率和解耦率受刚度参数变化的影响较小,三个转动方向的固有频率和解耦率受刚度参数变化的影响较大。文中方法为设计解耦布置优良、稳健的动力总成悬置系统提供了一般的分析方法和理论依据。     

汽车发动机悬置系统解耦方法研究

本文提出了一种通过对汽车发动机悬置系统刚度矩阵解耦而实现系统解耦的新方法，应用该法对悬置参数进行优化计算，可以实现发动机悬置系统沿ｚ向和θｘ向的振型解耦，以达到控制整车振动的目的。     

动力总成悬置系统固有频率和解耦率的区间分析方法

在动力总成悬置的制造、安装和汽车的使用过程中，悬置的刚度存在一定程度的不确定性。因此，悬置系统的频率和解耦率必然不是确定值。为研究悬置系统频率和解耦率的变化特征，进而解其性能的稳健性，文中给出一种区间分析方法。在已知悬置刚度的变化范围而不需解其统计特性的情况下，用区间数学中的区间数描述其变化的不确定性，基于组合方法计算悬置系统固有频率和解耦率的精确变化范围。给出区间可靠度的计算公式，用于表征悬置系统频率和解耦率的设计稳健性。计算某轿车悬置系统的频率以及沿垂直方向和绕发动机曲轴扭转方向解耦率的区间可靠度。计算结果表明，当悬置刚度在其设计名义值附近波动时，动力总成悬置系统的悬置刚度需要进行优化，以提高固有频率及垂直方向和绕发动机曲轴扭转方向解耦率的设计稳健性。     

动力总成悬置系统频率和解耦率的稳健优化方法

由于测量误差、安装误差及老化等原因,动力总成悬置的刚度存在一定程度的误差或波动,从而悬置系统的频率和解耦率必然有一定程度的不确定性。考虑到通常容易得到悬置刚度的变化范围,在不需了解其统计特性的情况下,采用区间数描述悬置刚度、悬置系统的频率及解耦率的不确定性。给出了计算悬置系统频率和解耦率变化范围的改进区间截断方法,并验证了其计算精度。为提高悬置系统频率和解耦率的稳健性,提出一种区间型稳健优化方法（简称区间优化）对悬置刚度进行稳健设计。对某轿车悬置系统的频率和解耦率进行了稳健优化,结果表明,对于该悬置系统,稳健优化方法可以较大幅度地提高悬置系统侧倾和俯仰方向频率的稳健性,避免了悬置系统与其它零部件产生共振。与确定性优化相比,悬置系统在垂直方向和绕发动机曲轴扭转方向解耦率稍有降低,但能够满足悬置系统解耦布置的要求     

基于遗传算法的动力总成悬置模态解耦及隔振性能优化

针对某SUV模态解耦率以及隔振性能不达标问题开展优化研究。运用两个三向刚度弹簧对后悬置独特结构进行简化并基此建立四点悬置六自由度多体动力学模型。以橡胶三向静刚度为优化变量,以悬置模态解耦率为优化目标,采用遗传算法对悬置参数进行优化。结合原悬置非线性刚度段的设计参数,对优化后的悬置进行通用28工况仿真以评判悬置限位作用。分析和测试结果表明,优化后悬置模态解耦率有大幅提升且悬置能够满足隔振以及限位要求。     

考虑惯性参数测量误差的动力总成悬置系统优化方法

汽车动力总成的惯性参数（转动惯量和惯性积）通常采用实验方法进行测量,测量误差一般不超过3 %。动力总成悬置系统的固有特性与动力总成惯性参数、悬置刚度、位置、角度密切相关,从而悬置系统的固有频率和解耦率的理论设计值与其真实值之间必然存在一定程度偏差。采用均匀分布随机变量描述惯性参数,以悬置刚度为优化设计变量,提出稳健优化模型对某轿车悬置系统固有特性进行稳健优化。优化结果表明,与确定性优化方法相比,稳健优化方法可以较大幅度地提高频率、解耦率、频率间隔的稳健性。     

汽车动力总成悬置系统鲁棒优化算法

应用鲁棒优化设计理论,考虑设计变量的不确定性对优化设计结果的影响,建立鲁棒优化模型。以动力总成悬置系统能量解耦为目标,悬置刚度参数为设计变量,考虑设计目标的均值和标准差,建立动力总成悬置系统的鲁棒优化模型。针对粒子群算法求解容易陷入局部最优解的问题,采用混合粒子群算法对动力总成悬置系统的悬置刚度参数进行鲁棒优化,并用Monte Carlo方法进行分析,以考察设计值的变化对目标函数的影响。结果表明,优化方法可以有效提高悬置系统的鲁棒性。     

发动机悬置系统优化设计

以吉利自由舰1.3升轿车为例,建立发动机六自由度数学模型,对发动机悬置参数进行优化,计算实例表明,合理地选择发动机的悬置参数有利于降低发动机的振动向车内传递,进而提高车辆乘坐的舒适性.     

发动机悬置系统隔振性能仿真与优化

以某款直列四缸柴油发动机悬置系统为研究对象,为解决发动机在怠速工况下振动过大的问题,借助内燃机动力学仿真软件GT-CRANK,建立悬置系统虚拟样机模型,在不同悬置刚度下对悬置系统的隔振性能进行仿真分析,得到不同方向悬置刚度的变化对悬置系统隔振性能的影响规律,提出合理的优化方案。在满足悬置系统固有频率合理匹配及悬置限位要求的约束条件下,对原悬置系统进行优化设计。优化后,加速度的平均隔振率由优化前82.34 %提高到优化后的88.74 %,悬置系统的隔振性能得到改善。     

简支板振动无线主动控制及驱动器优化布置研究

推导光电层合简支板结构动力学方程及模态控制方程,以规格化后模态控制力指数作为遗传算法的适应度函数,基于二进制编码的遗传算法对用于简支板振动控制的单对、双对光致伸缩驱动器布局进行优化,计算机仿真结果表明优化后的驱动器布局方案可有效提高板结构振动控制的有效性。在此基础上进一步对板结构多模态振动控制进行探讨,提出适用于板结构多模态振动控制的驱动器布局优化方法及振动控制方案,仿真算例表明该方法可有效地对简支板前二阶模态进行振动无线控制。     

汽车发动机悬置系统多目标设计优化研究

动力总成悬置系统对于汽车振动与噪声控制十分重要,通过考虑车身耦合因素,建立动力总成悬置系统十五自由度耦合模型,以扭矩轴解耦率和总传递振动力为综合优化目标进行优化,并将整车常用行驶工况考虑在内,以整车实测数据辨识出发动机激振力作为系统实际输入,应用粒子群算法对悬置系统刚度参数进行优化。计算表明选择合适的刚度参数可以有效降低汽车的传递振动力,并提高扭矩轴解耦率,从而改善汽车乘坐的舒适性。     

动力总成悬置隔振设计

建立动力总成悬置系统六自由度模型,探讨用于动力总成悬置系统的优化目标,在此基础上对某国产汽车的动力总成悬置系统进行优化设计,优化后的动力总成悬置系统隔振性能优良,因此合理地选择发动机的悬置参数有利于降低发动机的振动向车内传递,进而提高车辆乘坐的舒适性。     

燃料电池发动机反应堆减振设计

首先对燃料电池发动机反应堆进行初步设计,然后建立燃料电池发动机反应堆悬置系统振动力学模型,同时对反应堆悬置系统进行振动特性分析,最后采用移频减振原理对燃料电池发动机反应堆悬置刚度和阻尼进行优化设计;设计方法可以达到对燃料电池发动机反应堆进行隔振的设计要求。     

基于等效分析模型的发动机悬置系统优化设计

利用ANSYS有限元分析软件建立发动机悬置系统等效分析模型,将发动机动力总成悬置系统等效为一个惯性体和一个弹性体的复合体,各悬置元件简化为沿其3个弹性主轴方向的弹簧,并可准确体现动力总成的质量,转动惯量和激励力加载位置。利用ANSYS完成该模型的模态分析,并进行了能量解耦度和谐振频率的优化计算,结果表明,该等效建模方法是正确和可行的。该模型为在ANSYS中进行悬置系统模态分析优化和动力响应分析与隔振率优化提供了新的切实可行的简捷建模方式。     

基于振动传递率和能量解耦的悬置系统优化

建立汽车动力总成悬置系统六自由度动力学模型,并以能量解耦率最大和各悬置点的振动传递率最小为目标对某轿车动力总成悬置的刚度参数进行优化设计．优化结果表明,总成各方向的振动解耦程度都得到了极大提高,固有频率分配更趋合理,共振频带宽度减小了15％,各悬置点的振动传递率平均减小了10％,改善了动力总成系统的NVH性能,取得了明显效果．     

两种悬置元件的对比试验研究

目的 为有效隔离某大功率军用柴油机的振动对车架及车体的影响。满足装车可靠性,要求合理选用高效减振装置以减少发动机的振动和噪声。方法 针对两种悬置元件－橡胶减振器和钢丝绳减振器,为预测装车后减振器的隔振性能和发动机的振动情况,分别对它们进行了静态特性、模拟装车后的动态特性和发动机台架振动烈度试验。结果 通过试验对两种悬置元件进行了对比、分析。结论 通过对比分析,初步估计采用钢丝绳减振器可以较橡胶减振     

活塞二阶运动对非道路高压共轨柴油机振动及噪声影响分析

活塞敲击是柴油机主要的振动和噪声源,其主要原因是活塞在其与缸套的间隙中做横向和偏摆的二阶运动,因此研究活塞设计参数对活塞二阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪具有重要意义。以某非道路四缸高压共轨柴油机为研究对象,建立活塞动力学计算模型以及整机多体动力学计算模型,通过机体和曲轴的模态试验,验证了有限元模型的准确性;采用正交设计方法,研究了活塞销偏置量、活塞裙部中凸点位置、配缸间隙对活塞动力学、整机振动与噪声的影响。研究结果表明:活塞配缸间隙对活塞敲击能量、活塞敲击力、活塞所受力矩影响最大;对发动机振动噪声敏感性分析显示,活塞销偏置是影响发动机振动与噪声性能的关键因素。